Projet : COMPOSE - compose

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#9944EE" vlink= "#0000FF" alink="#00FF00">  <a name="CHILD_LINKS" id= "CHILD_LINKS"><strong>Sous-sections</strong></a> <ul> <li><a name="tex2html247" href= "resul_principes_mn.html#SECTION00061100000000000000" target="main" id="tex2html247"><small>Spécialisation de données</small></a></li> <li><a name="tex2html248" href= "resul_principes_mn.html#SECTION00061200000000000000" target="main" id="tex2html248"><small>Spécialisation du langage Java</small></a></li> <li><a name="tex2html249" href= "resul_principes_mn.html#SECTION00061300000000000000" target="main" id="tex2html249"><small>Composants et adaptation</small></a></li> </ul> <hr /> <h2><a name="SECTION00061000000000000000" id= "SECTION00061000000000000000">Principes, techniques et outils de spécialisation</a></h2> <a name="COMPOSE_resultats_principes" id= "COMPOSE_resultats_principes"></a> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>évaluation partielle, spécialisation, outils, analyses de programmes .</i></p> <h3>Résumé :</h3> <div class="ABSTRACT"> <i>L'étude des aspects fondamentaux du processus de la spécialisation de programmes nous conduit à formaliser certaines de ses phases, telles que des analyses et des transformations de programmes, afin notamment de garantir leur correction. Ce travail permet un développement rigoureux de techniques de mise en oeuvre du processus d'adaptation de programmes. Pour compléter notre approche de conception de logiciels adaptatifs, nous développons des outils permettant de spécialiser un logiciel générique en fonction d'un certain contexte d'utilisation. Enfin, pour valider notre approche, il est essentiel d'utiliser nos outils pour traiter des applications industrielles. Ceci nous amène à développer des outils pour des langages de programmation utilisés dans l'industrie tels que C et Java.</i> </div> <h3><a name="SECTION00061100000000000000" id= "SECTION00061100000000000000">Spécialisation de données</a></h3><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Charles Consel, Sandrine Chirokoff, Renaud Marlet.<br /> <br /> <p>De manière générale, la spécialisation repose sur le découpage en deux parties d'un calcul répété dont une partie du contexte d'entrée reste invariante pour toutes les itérations. Une phase préliminaire, qui n'est exécutée qu'une seule fois, effectue les calculs qui ne dépendent que des invariants. Une phase ultérieure effectue les calculs restants de manière répétée en exploitant les résultats de la phase préliminaire.</p> <p>Dans la <em>spécialisation de programmes</em>, le résultat de la phase préliminaire est le code même de la phase ultérieure, qui incorpore la connaissance des invariants. Il existe une alternative, appelée <em>spécialisation de données</em>, qui consiste à encoder les résultats de la phase préliminaire dans une structure de données (un cache) qui est exploitée par la phase ultérieure. C'est une notion « orthogonale » à celle de la spécialisation à la compilation ou à l'exécution.</p> <p>La spécialisation de données offre un compromis espace/temps très intéressant par rapport à la spécialisation de programmes. En effet, elle génère des programmes compacts (en particulier dans le cas de dépliages de boucles). De plus, la phase préliminaire de spécialisation est très rapide. En revanche, la spécialisation de données est un peu moins performante que la spécialisation de programmes.</p> <p>Nous avons implémenté un prototype de spécialiseur de données par extension de Tempo. Ce prototype nous a permis de procéder à une première évaluation de performance sur des programmes de calcul scientifique et des interprètes [<a href= "bibliographie_Toc.html#Chirokoff-2000" target= "contents">11</a>].</p> <h3><a name="SECTION00061200000000000000" id= "SECTION00061200000000000000"></a> <a name="Spec-Java" id= "Spec-Java"></a><br /> Spécialisation du langage Java</h3> <p><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Charles Consel, Gilles Muller, Jacques Noyé, Ulrik Pagh Schultz.<br /> <br /></p> <p>Le développement d'un nouveau spécialiseur à partir du néant est une tâche longue et complexe demandant d'importants moyens de développement. Afin de développer un spécialiseur pour le langage Java, nous expérimentons une nouvelle approche reposant sur l'utilisation de Tempo en tant que moteur de spécialisation commun à plusieurs langages et de traducteurs spécifiques à chaque langage. Pour pouvoir traiter efficacement des programmes à objets, cette approche demande l'enrichissement des analyses de Tempo. En particulier, nous développons une analyse de temps de liaison plus précise en ce qui concerne les instances de structures de données [<a href= "bibliographie_Toc.html#Schultz-2000" target= "contents">12</a>].</p> <p>Nous avons développé un prototype de spécialiseur Java, nommé JSpec (voir module <a href= "logic_Harissa_Toc.html#proto-harissa">5.2</a>), par intégration d'outils que nous avons antérieurement réalisés (voir figure <a href= "logic_JSPEC_Toc.html#java_spec">1</a>). Nous avons utilisé ce spécialiseur Java pour optimiser une application de filtrage d'images, avec un gain d'un facteur 4 en temps d'exécution [<a href= "bibliographie_Toc.html#Schultz-2000" target= "contents">12</a>], et une mise en oeuvre incrémentale des points de reprise [<a href= "bibliographie_Toc.html#Lawall-Muller-dsn2000" target= "contents">22</a>]. Pour cette dernière application, le gain est proportionnel à la complexité de la structure objet du programme et au schéma de modification des objets. Sur nos expériences, nous avons mesuré un gain d'un facteur allant jusqu'à 15.</p> <p>Les schémas de conception sont reconnus pour faciliter le développement de programmes à objets. Cependant, ils introduisent souvent une certaine inefficacité au sein du logiciel final. En associant spécialisation de programmes et schémas de conception, il est possible d'extraire des informations sur la structure du programme qui permettent de guider le processus de spécialisation. Plus précisément, nous avons introduit la notion de <em>schémas de spécialisation</em> qui permet de capturer la connaissance sur l'optimisation d'un schéma de conception [<a href= "bibliographie_Toc.html#Schultz-al-ase2000" target= "contents">27</a>].</p> <p>La réflexion facilite l'implémentation de composants génériques. De ce fait, elle est très utilisée dans la conception de bibliothèques Java. Toutefois, la réflexion ajoute une couche d'interprétation, ce qui nuit à la performance. Une solution consiste à utiliser l'évaluation partielle pour éliminer cette couche d'interprétation. Nous nous sommes intéressés aux modifications à apporter à un évaluateur partiel pour Java afin de traiter l'API de réflexion [<a href= "bibliographie_Toc.html#Braux-Noye-pepm2000" target= "contents">20</a>,<a href= "bibliographie_ct.html#Braux-Noye-lmo2000" target= "contents">19</a>]. Ces modifications consistent essentiellement à prendre en compte les informations de type dans la division entre données statiques et dynamiques et à introduire, lors de la spécialisation, une action de réflexion. Un banc d'essai utilisant le canevas de sérialisation nous a permis d'illustrer les bénéfices de l'approche.</p> <h3><a name="SECTION00061300000000000000" id= "SECTION00061300000000000000"></a> <a name="Adapt" id= "Adapt"></a><br /> Composants et adaptation</h3><br /> <br /> <span class="textbf">Participants :</span> Charles Consel, Renaud Marlet, Gilles Muller, Philippe Boinot, Anne-FranÇoise Lemeur.<br /> <br /> <p>Une application adaptative doit être apte à modifier son comportement en fonction de son contexte d'exécution. En fait, pour un contexte d'exécution donné, l'application doit choisir un comportement approprié. Actuellement, il n'existe pas d'approche qui permet de raisonner sur le contexte d'exécution et d'y associer un comportement. De ce fait, les mécanismes d'implémentation de l'adaptation sont ad-hoc, ce qui complexifie le développement et la maintenance de telles applications.</p> <p>Nous avons proposé une approche déclarative à la conception d'applications adaptatives à base de composants. Cette approche permet au programmeur d'expliciter de manière indépendante du code des composants les aspects relatifs à l'adaptation. Nous introduisons la notion de <em>classe d'adaptation</em> qui enrichit une classe Java avec les aspects relatifs à l'adaptation. À partir des déclarations, un compilateur dédié génère un programme Java qui implémente le comportement adaptatif. Par ailleurs, la consistance des déclarations d'adaptation peut être vérifiée afin d'offrir des garanties de sûreté sur le comportement de l'application [<a href= "bibliographie_Toc.html#Boinot-al-ase2000" target= "contents">18</a>].</p> <p>L'utilisation de composants génériques est aujourd'hui une methode reconnue pour l'ingénierie des systèmes complexes. Toutefois, trop de généricité peut engendrer des problèmes tels que la taille des programmes résultants, dans le cadre des systèmes embarqués. Nous proposons d'utiliser l'évaluation partielle pour adapter automatiquement et systématiquement des composants génériques. Notre approche repose sur un langage déclaratif qui permet au développeur d'un composant de décrire les opportunités de généricité et de configuration. À partir de ces informations, il est possible de générer des composants spécialisés pour un contexte donné, tout en effectuant des vérifications sur la validité du contexte [<a href= "bibliographie_Toc.html#lemeur-consel:splc-pla2000" target= "contents">23</a>].</p> </body>